Подъемно-транспортные машины являются важнейшим оборудованием для механизации работ во всех отраслях народного хозяйства – в промышленности, строительстве, на транспорте, в сельскохозяйственном 3 страница

Кроме того, автомобили и автопоезда должны преодолевать подъем 3 % протяженностью не менее 3 км при установившейся скорости движения 34 км/ч Мощность двигателя, необходимая для движения в этих условиях

, (64)

где – коэффициент дорожного сопротивления;

- коэффициент сопротивления качению шины; - величина подъема);

- сила тяжести автомобиля, кН;

- сила тяжести груза, находящегося в прицепе, кН;

- сопротивление воздуха при движении автомобиля;

- трансмиссии;

коэффициент запаса мощности двигателя, учитывающий отбор мощности на привод вспомогательных механизмов.

Сила сопротивления воздуха оказывает существенное влияние на тягово-скоростные качества автомобиля при высоких скоростях движения и определяется по формуле

, (65)

где F – лобовая площадь автомобиля, м²

- максимальная скорость движения автомобиля, км/ч;

- коэффициент обтекаемости.

1) Автомобиль движется горизонтально со скоростью 50 км/ч.

Сила сопротивления воздуха численно равна

Н.

Мощность двигателя равна

кВт

2) Автомобиль движется на подъём с уклоном 3 %, при скорости 34 км/ч

Сила сопротивления воздуха численно равна

Н.

Потребляемая мощность двигателя равна

кВт.

При условии, что мощность двигателя равна 85 кВт. Тяговый расчет считается выполненным.

2 ТЕХНОЛОГИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ

Необходимо, чтобы технологический процесс изготовления крышки осуществлялся с наиболее полным использованием средств производства. При этом время изготовления и себестоимость должны быть минимальными.

2.1 Назначение детали

Крышка нашего исполнения предназначена для герметизации подшипников качения, осевой фиксации подшипников и восприятия осевых нагрузок. Крышки такого типа изготовляют двух исполнений: 1 - с креплением винтами; 2 - с креплением болтами. При использовании крышек сквозных для монтажа подшипников с выступающими элементами сепараторов необходима проверка наличия зазора между крышкой и сепаратором. Своё применение они нашли на входных или выходных валах редукторов, коробок передач, раздатках и др.

Щели концентричных проточек заполняют пластичной смазкой. Образуемый затвор препятствует вытеканию масла и ограничивает проникновение посторонних веществ извне.

Применять канавочные уплотнения рекомендуется для узлов, работающих в сравнительно чистой окружающей среде. Канавки очень полезны в комбинации с уплотнениями другого типа.

Для лучшего удержания смазки канавки делают в крышке и на валу. Температура разжижения смазки, заполняющей щели, должна быть выше рабочей температуры узла, чтобы не было вытекания масла из щели.

Уплотнение при помощи спиральных маслооткачивающих канавок не обладает герметичностью, но препятствует вытеканию наружу масла, принудительно прогоняет его в нужном направлении. Такое уплотнение применяют при большой частоте вращения вала или втулки с постоянным направлением вращения и при незначительном количестве подаваемого масла.

Обработав точно отверстие и торец, можно получить в качестве технологической базы двойную направляющую поверхность отверстия и в качестве опорной базы - поверхность торца.

Технические требования.

· Материал крышек сквозных: чугун с механическими свойствами не ниже, чем у чугуна марки СЧ 15 по ГОСТ 1412-79. Допускается изготовление крышек из стали по ГОСТ 380-71 и 1050-74.

· Предельные отклонения размеров отливок - по III классу точности ГОСТ 1855-55.

· Уклоны формовочные по ГОСТ 3212-57.

· Предельные отклонения от параллельности плоскостей по 9 сте­пени точности ГОСТ 24643-81.

· Предельные значения торцового биения плоскости П относительно поверхности D для посадки С₃ - по VIII степени точности; для посадки Х₄ - по 9 степени точности ГОСТ 24643-81.

· Предельные значения радиального биения поверхностей П₂ и П₃ относи­тельно поверхности D - по 9 степени точности ГОСТ 24643-81.

· Внутренние необработанные поверхности крышек сквозных должны быть покрыты грунтовкой.

2.2 Определение типа производства

На данном этапе проектирования тип производства определяют ориентировочно. Здесь можно исходить по таблице 2.1 /2/ из массы деталей и программы выпуска базовых деталей.

Так как максимальная масса обрабатываемой заготовки менее двухсот килограмм и программа выпуска от одной тысячи до пяти тысяч штук следует, что тип производства является мелкосерийным.

2.3 Анализ детали на технологичность конструкции

В процессе проектирования любая конструкция (машина, узел, деталь) должна быть самым тщательным образом проанализирована. Цель такого анализа - выявление недостатков конструкции по сведениям, содержащимся в чертежах и технических требованиях, а также возможное улучшение технологичности рассматриваемой конструкции.

Технологический анализ конструкции обеспечивает улучшение технико-экономических показателей разрабатываемого технологического процесса.

Основные задачи, решаемые при анализе технологичности конструкции обрабатываемой детали, сводятся к возможному уменьшению трудоёмкости и металлоёмкости, возможности обработки детали высокопроизводительными методами. Таким образом, улучшение технологичности конструкции позволяет снизить себестоимость её изготовления без ущерба для служебного назначения.

Крышка является высокотехнологичным, так как практически отсутствуют малопроизводительные операции. Обработка внутреннего отверстия не является сложной.

Крышка изготовляется из серого чугуна СЧ15 литьем, поэтому конфигурация наружного контура и внутренних поверхностей не вызывает значительных трудностей при получе­нии заготовки. Тем не менее, даже при этом формовка должна производиться с применением стержней, формирующих как внутренние полости, так и карманы и ребра с боковых сторон, особенно нетехнологично отливать отверстия диаметром 7 мм.

То же самое относится и к внутренней обрабатываемой поверхности. Это отверстие должно быть выполнено в пределах указанного отклонения и с точностью до 0,25 мм. Единственным способом до­стижения указанной точности является окончательная расточка отверстий на расточном станке. При этом в какой-то мере нарушается точность их взаимного расположения относительно наружного диаметра, так как именно этот диаметр будет использован в качестве установочной базы.

В остальном деталь достаточно технологична, допускает применение высокопроизводительных режимов обработки, имеет хорошие базовые поверхности для первоначальных операций и довольно проста по конструкции. Расположение крепежных отверстий как резьбовых, так и гладких допускает многоинструментальную обработку. Поверхности вращения могут быть обработаны на многошпиндельных станках.

2.4 Выбор заготовки

Выбор заготовки обуславливается несколькими факторами. Иногда высокая стоимость получения самой заготовки компенсируется за счёт уменьшения средств на механическую обработку, поэтому при выборе заготовки следует учесть не только те расходы, которые приходятся на получение самой заготовки, но и стоимость механической обработки.

Рациональный метод получения заготовки позволяет установить оптимальные припуски и наименьшую стоимость детали.

Для сравнения берётся два наиболее подходящих для данной детали способа получения заготовки: первый - литьё в землю и второй - в кокель.

Рассчитывается стоимость заготовки для литья в землю.

Полная стоимость готовой детали S_i, руб., рассчитывается по формуле:

S_i =S_заг+S_мех, (66)

где S_заг - стоимость получения заготовки, руб;

S_мех - стоимость механической обработки, руб.

Стоимость получения заготовки S_заг рассчитывается по зависимости

(67)

где С_i =32 тыс. руб. - базовая стоимость одной тонны заготовок;

т_заг. - масса заготовки, кг;

k_т =1,05 - коэффициент, зависящий от точности заготовки;

k_c =1 - коэффициент сложности;

k_в =1,07 - коэффициент, зависящий от массы;

k_м =1 - коэффициент, зависящий от материала детали;

k_п =0,9 - коэффициент, зависящий от программы выпуска;

т_отх. - масса отходов, кг;

С_отх =1,2 тыс. руб./т - стоимость одной тонны отходов.

Масса заготовки т_заг. определяется по формуле:

(68)

где т_дет.=0,21 кг - масса детали, определена исходя из чертежа детали;

k_исп.=0,71 - коэффициент использования материала.

Масса отходов т_отх. рассчитывается по формуле

т_отх.=т_заг.-т_дет.. (69)

При подстановке численных значений получается:

т_отх.=0,296-0,21=0,086 кг.

Таким образом, стоимость заготовки равна

руб.

Стоимость механической обработки детали, по первому варианту S_мех., руб., рассчитывается по зависимости:

(70)

где 1,14 - коэффициент отчислений на социальное страхование;

b = 2,25 - коэффициент, учитывающий тип производства, общие накладные расходы;

Z_з =50 руб/час;

S_эксп =40 руб./час - стоимость одного часа использования базового станка;

t_шт - суммарное время полной обработки заготовки, мин.

Суммарное время полной обработки детали t_шт рассчитывается по формуле

(71)

где А = 0,48 - коэффициент, зависящие от конфигурации детали, для ступенчатых валов;

n = 0,5 - коэффициент, зависящие от конфигурации детали, для ступенчатых валов;

N = 1200 шт. - количество деталей в партии.

Суммарное время полной обработки детали t_шт, равно

Следовательно, стоимость механической обработки детали будет равна

Таким образом, технологическая себестоимость готовой детали при изготовлении литьём в землю, согласно формуле (3.1) будет равна

S_i =9,47+33,38=42,85 руб.

Теперь производится расчёт полной стоимости детали для заготовки отлитой в кокель.

Исходные данные:

- стоимость одной тонны проката - 33 тыс. руб./т;

Стоимость получения заготовки S_заг рассчитывается по зависимости

(72)

где С_i =33 тыс. рублей - базовая стоимость одной тонны заготовок;

т_заг. - масса заготовки, кг;

k_т =1,1 - коэффициент, зависящий от точности заготовки;

k_c =1 - коэффициент сложности;

k_в =1,07 - коэффициент, зависящий от массы;

k_м =1 - коэффициент, зависящий от материала детали;

k_п =0,85 - коэффициент, зависящий от программы выпуска.

Масса заготовки т_заг. определяется по формуле

где т_дет.=0,21 кг - масса детали, определена исходя из чертежа детали;

k_исп.=0,85 - коэффициент использования материала.

Масса отходов, согласно формуле (67) равна

т_отх=0,247-0,21=0,037 кг.

Таким образом, стоимость заготовки равна

руб.

Суммарное время полной обработки детали, равно

.

Стоимость механической обработки детали будет равна:

руб.

Таким образом, полная стоимость готовой детали при изготовлении из заготовки в виде проката, численно равна

S₂ = 8,11 +30,48=38,59 руб.

Результаты расчётов и значения коэффициентов представлены в таблице 3.

Исходя из полученной стоимости изделия, следует вывод, что в данном случае дешевле будет использовать заготовки изготовленные литьём в кокель.

Таблица 3 – Результаты расчётов

Показатели	В землю	В кокель
Стоимость тонны заготовок, Сi, тыс. руб.
Стоимость тонны стружки, Сотх, тыс. руб.	1,2	1,2
Коэффициенты: - точности заготовки kт	1,05	1,1
- сложности kс
- массы kв	1,07	1,07
- материала kм
- программы выпуска kп	0,9	0,85
Масса - заготовки, тзаг,кг	0,296	0,247
- отходов, тотх,кг	0,086	0,037
Стоимость заготовки, Sзаг, руб.	9,47	8,11
Стоимость обработки, Sмех, руб.	33,38	30,48
Стоимость детали, Si, руб.	42,85	38,59

2.5 Назначение маршрута обработки детали

Сравниваются два варианта маршрута обработки заготовки. Первый будет выполнен на станках с ручным управлением, второй на станке с числовым программным управлением (ЧПУ). Оборудование, применяемое для двух вариантов, приведено в таблице 4.

Таблица 4 - Оборудование, применяемое при обработке заготовки

Первый вариант (ручное управление)	Второй вариант (с ЧПУ)
Операция	Оборудование (станок)	Операция	Оборудование (станок)
005 Токарно- винторезная (черновая обработка)	16К20	005 Токарно- винторезная (черновое точение)	16К20Ф3
010 Токарно- винторезная (чистовая обработка)	16К20
015 Вертикально- сверлильная	2Н118	010 Вертикально- сверлильная	2Н118Ф2

Характеристики принятого оборудования, приведены в таблице 5.

Таблица 5 – Характеристика оборудования

Показатели	Единица измерения	16К20	16К20Ф3	2Н118	2Н118Ф2
Площадь станка	м^2	2,975	5,746	0,513	2,03
Мощность станка	кВт			1,7	1,5
Балансовая стоимость	руб.
Стоимость приспособлений	руб.
Стоимость управляющей программы	руб.	-		-

Таким образом, при выполнении основной операции механической обработки выгоднее использовать станок с ручным управлением (смотри приложение В).

2.6 Расчёт припуска на одну поверхность

Припуск - это слой материала, удаляемый с поверхности заготовки в целях достижения заданных условий детали и заданных свойств её обрабатываемой поверхности.

Таблица 6 – Расчёт припуска

Технологические процессы обработки поверхности Ф	Элементы припуска	Расч. прип. 2Zmin,мкм	Расч. разм. dр мм	Допуск d, мкм	Придельный размер	Придельные значения припусков
RZ	T	rзаг	e	dmin	dmax
Заготовка: отливка 14 квалитет				-	-	41,440		41,440	42,060	-	-
1) Черновое точение 12 квалитет		-	2,5			40,279		40,279	40,529
2) Получистовое точение 10 квалитет		-		3,5		40,042		40,042	40,142
3) Чистовое точение 9 квалитет		-	-	-		39,938		39,938

Шероховатости R_Z и Т выбираются по таблице 6.

Пространственное отклонение определяется как:

r=r_К=D_К×d, (73)

где D_К =1 мкм - удельная кривизна заготовки на 1 мм;

d=40 мм - диаметр поверхности.

r=1×40=40 мкм.

Расчётный припуск определяется по формуле:

(74)

Расчётный размер d_р определяется по формуле:

d_р =d+припуск (75)

Допуски на технологические процессы выбираются по таблице.

Наименьший придельный размер d_min определяется по формуле:

d_min= d_р. (76)

Наибольший придельный размер определяется по формуле:

d_max= d_min+d. (77)

Минимальное значение припусков равны разности наибольших придельных размеров выполняемого и предшествующего переходов, а максимальное значение - соответствует разности наименьших придельных размеров:

Общий номинальный припуск равен:

, (78)

где Н_з = 310 мкм - нижнее отклонение размера заготовки, мкм; по ГОСТ 7505-74 Н;

Н_д = 620 мкм - отклонение размера детали;

=1502+310-620=1192 мкм.

На остальные обрабатываемые поверхности детали припуски и допуски принимаем по ГОСТ 7505-74.

2.7 Расчет режимов резания

Элементы режима резания определяем для чернового точения.

Глубина резания при черновом точении равна

t_черн=0,75Z_0ном=0,75·596=447 мкм.

Подача при черновом наружном точении резцами с пластинами из твердого сплава определяем по справочнику. При диаметре заготовки 40 мм, размере державки резца 16 25 мм и глубине резания t=447 мкм подача равна S=0,6 мм/об.

Скорость резания при наружном поперечном точении рассчитывают по эмпирической формуле

, (79)

где С_v, x, y, m - коэффициент и показатели степеней.

Для наружного точения проходными резцами и подаче S=0,6 мм/об; С_v=243, х=0,15, y=0,4, m=0,2;

Т - стойкость резца, мин; принимаем Т=60 мин;

К_v - коэффициент;

К_v=К_мvК_пvК_иv, (80)

где К_мv - коэффициент, учитывающий влияние физико-механических свойств обрабатываемого материала на скорость резания; для чугуна.

К_мv = , (81)

n_v =1,25 - показатель степени; при обработке резцами из быстрорежущей стали;

НВ - твёрдость материала, МПа; для чугуна СЧ15 НВ 163-229 МПа => НВ=196 МПа;

К_мv= =0,96;

К_пv = 0,82 - коэффициент, отражающий состояние поверхности заготовки; для литья в кокель;

К_иv =0,83 - коэффициент, учитывающий качество материала инструмента; для инструментального материала Т15К6;

К_v=0,96·0,82·0,83=0,653;

95,66 мм/мин;

Частота вращения шпинделя определяется по формуле

; (82)

761 об/мин.

На основании возможных частот вращения шпинделя станка 16К20 фактическая скорость вращения принимается n_ф=750 об/мин.

Тогда фактическая скорость резания будет равна:

об/мин.

При наружном поперечном точении тангенциальную составляющую силы резания Р_z, (Н), рассчитывают по формуле

Р_z=10С_рt^xS^yVⁿK_р, (83)

где С_р, х, y, n - коэффициент и показатели степени; для обрабатываемой детали из чугуна: С_р=92, х=1, y=0,75, n=0;

К_р - поправочный коэффициент;

К_р=К_мрК_jрК_gрК_lрК_rр, (84)

где К_мр - поправочный коэффициент, учитывающий влияние качества обрабатываемого материала на силовые зависимости; для чугуна СЧ15 с НВ=196 МПа;

К_мр= , (85)

К_мр= 1,01;

К_jр, К_gр, К_lр, К_rр - поправочные коэффициенты, учитывающие влияние параметров режущей части инструмента на составляющую силы резания.

При главном угле в плане f =90⁰ К_jр=0,89; при переднем угле g=10⁰ К_gр=1; К_rр= К_lр =1;

К_р=1,01·0,89·1·1·1=0,8989;

Р_z=10·92·06¹·0,6^0,75·95,66⁰·0,8989=338,27 Н.

Мощность резания N, кВт, определяется по формуле

, (86)

где Р_z =338,27 Н - тангенциальная составляющая силы резания, Н;

V_ф =94,25 мм/мин - скорость резания, м/мин;

=0,52 кВт.

Эффективная мощность лезвия N_эф=0,85 N=0,85·0,52=0,442 кВт.

2.8 Нормирование одной операции

В единичном производстве определяется норма штучно-калькуляционного времени:

(87)

где Т_П-З - подготовительно-заключительное время, мин;

n - количество деталей в настроечной партии, шт.;

Т_шт - норма штучного времени, определяемая по формуле:

Т_шт=Т_о+Т_в+Т_об+Т_от, (88)

где Т_о - основное время, мин;

Т_в - вспомогательное время, мин;

Т_об - время на обслуживание рабочего места, мин;

Т_от - время перерывов на отдых и личные нужды, мин.

Основное время Т_о определяется по формуле:

(89)

где n - число оборотов станка, об/мин;

S - подача, мм/об;

L=l_дет+l_врез+l_переб , (90)

где l_дет = 6,5 мм - длина обрабатываемой поверхности;

l_врез = 2 мм - длина врезания инструмента;

l_переб =2 мм - величина перебега инструмента.

L=6,5+2+2=10,5 мм.

Вспомогательное время определяется по формуле:

Т_в=Т_у.с.+Т_з.о+Т_уп+Т_из, (91)

где Т_у.с - время на установку и снятие детали, мин;

Т_з.о - время на закрепление и открепление детали, мин;

Т_у.с.+Т_з.о=0,084 мин;

Т_уп =0,115 мин - время на приемы управления;

Т_из =0,22 мин - время на измерение детали.

Т_в =0,06+0,024+0,115+0,22=0,419 мин.

Т_опер=Т_о+Т_в=0,023+0,419=0,442 мин,

где Т_опер - оперативное время, мин;

Т_об+Т_отд - принимается в процентах от оперативного времени (7%), мин;

Т_об+Т_отд=0,07×0,442=0,031 в соответствии с таблицей 6.1 /1/,

Т_шт=0,442+0,031=0,473 мин

Дата добавления: 2015-08-28